树脂数据
PEI
Polieterimida (Ultem)
PEI·高性能塑料·无定形
PEI(聚醚酰亚胺)是"中端 PEEK":无定形、琥珀色透明,是所有透明热塑性塑料中连续使用温度最高的之一 —— Tg 217°C,无增强 HDT 200°C,连续使用 170°C。 全球主导品牌是 Ultem —— 由 GE Plastics 于 1982 年研发,今天属于 SABIC Specialties —— 拥有近 100 个牌号。Solvay 推出 Extem 作为高端变体,生物基替代品也正在涌现。
其重要优势是独特的无定形组合:特征性琥珀色透明、固有 FST(火焰/烟雾/毒性)符合 FAR 25.853 无需卤化添加剂、医疗领域满足 USP Class VI 和 ISO 10993、对稀酸、烃类、醇类的耐化学性,以及卓越的尺寸稳定性(收缩率 0.5-0.7%,各向同性)。成本介于上方的 PEEK($50-100/kg)和下方的 PSU 之间:Ultem 1000 $25-50/kg,特殊航空级最高达 $80/kg。
主要应用:航空航天内饰(天花板、风道、座椅、机上娱乐面板 —— Ultem 2300 含 30% GF 比铝节省 15% 重量)、可灭菌医疗设备(可高压灭菌数百次的手术器械)、5G 连接器(GHz 级介电稳定性)、家用烤箱和微波炉零件、高温柔性 PCB。你在加工 Ultem 或 PEI 吗?欢迎在评论中分享你的经验。
这些数据表中显示的范围由 MVPS 团队根据各种参数表和文献整理而成,涵盖了每种材料类型的下限和上限。
在制定注塑工艺时,必须仔细核对这些信息。最终范围和加工公差由负责工程师承担责任。
不建议使用这些范围来制定特定的工艺公差。MVPS 始终建议索取并参考供应商的数据表。
一般性能
| 化学结构 | 无定形 |
| 比重(密度) | 1.28:1 |
| 长径比 (L/D) | 18 – 24 |
| 压缩比 | 2 – 3 |
| 锁模力系数 | 4.63 – 6.18kN/cm² |
| 热扩散率 | 0.1432mm²/s |
| 最大剪切速率 | 40,0001/s |
| 收缩率 | 0.6 – 0.8% |
| 回料 | ⚠ 注意 |
| 热变形温度 (HDT) @ 1.82 MPa | 191°C |
| 玻璃化转变温度 (Tg) @ 10°C/min | 217°C |
| 维卡软化点 @ 50N | 220°C |
干燥
| 干燥温度 | 149 – 160°C |
| 干燥时间 | 3 – 6h |
| 建议含水率 | 0.02% |
| 建议干燥机类型 | 除湿 |
| 露点 | -40°C |
温度
| 熔体温度 (Melt) | 338 – 416°C |
| 喷嘴 | 343 – 399°C |
| 前段 | 343 – 399°C |
| 中段 | 338 – 399°C |
| 后段 | 332 – 399°C |
| 脱模 | 85 – 185°C |
| 模具(冷却) | 68 – 174°C |
| 进料喉部 | 35 – 79°C |
工艺参数
| 背压 | 3.4 – 6.9bar |
| 螺杆转速 | 10 – 100RPM |
| 注射速度 | 高 |
| 料筒占用率 | 40 – 60% |
| 注射压力 | 700 – 1,500Pbar |
| 保压压力 | 175 – 1,200Pbar |
| 缓冲垫 | 6.4 – 12.7mm |
模具
| 流道直径 | 3.05 – 6.1mm |
| 浇口直径 | 0.76 – 1.52mm |
| 浇口面积 | 0.46 – 1.82mm² |
| 壁厚 | 0.51 – 3.81mm |
排气
| 深度 (Vent Depth) | 0.0203 – 0.0508mm |
| 长度 (Vent Land) | 0.508 – 1.52mm |
| 宽度 (Vent / Clearance) | 3.81 – 12.7mm |
| 释压槽 (Relief Channel) | 0.2032 – 0.4064mm |
常见问题
**PEI**(聚醚酰亚胺)是一种芳香族无定形热塑性塑料,化学结构为交替的**醚基** (-O-) 和**酰亚胺基**(环状 N-CO-N 环)。酰亚胺环赋予其特征性的**琥珀色半透明** —— 它们吸收可见光的蓝紫光谱区域。刚性主链赋予它:**Tg 217°C**(商用透明无定形塑料中最高)、无填充 **HDT 200°C**、**连续使用 170°C**、**固有 V-0**、**广泛耐化学性**。是少数在温度上接近 PEEK 的无定形塑料之一。
- **Ultem 1000**:标准,琥珀色透明,综合平衡 —— 使用最多。
- **Ultem 1010**:Tg 略高、热性能更好的变体,**工业 FDM 3D 打印首选**。
- **Ultem 2300**:30% 玻纤,不透明,**航空航天刚性**(座椅、面板)。
- **Ultem 9085**:**专用于 FDM 的航空航天牌号**(3D 打印),符合 FAR 25.853 + FAA,列入航空内饰组件。
- **Ultem 9075/9080**:FST 优化用于飞机空气管道。
- **Solvay Extem**:高性能变体,Tg 高达 267°C,成本更高。
对于非 FDM 工艺(注塑、加工、挤出),最常用的是 1000、1010 和 2300。
- **干燥**:除湿干燥机中 150°C × 4 小时,露点 <-30°C。增强级:6 小时。最终湿度 <0.02% 必须(否则气泡、纹理、性能下降)。
- **熔体**:350-410°C(标准 Ultem 1000:380-400°C;航空 9085:400-420°C)。
- **模具**:**135-180°C 必须** —— 如使用冷模(<120°C)成型,零件残余应力高,可能数月后自发开裂。
- **停留时间**:<10-15 分钟。PEI 热稳定,但色素持续 >382°C 可能变色。
- **注射速度**:中高速。剪切变稀有助填充。
无需卤化添加剂即可符合 **FAR 25.853**(联邦航空法规):
- **火焰**:固有 V-0,不传播火焰。
- **烟雾**:燃烧时烟雾排放极低 —— 对飞机疏散至关重要。
- **毒性**:燃烧气体在 HCN、HCl、CO 含量上分类为低,相比其他阻燃塑料。
- **热释放率**:低 OSU 热释放(<65 kW/m²·min,FAR 25.853 附录 F 第 IV 部分要求)。
结果:**Ultem 天花板、隔板、空气管道或座椅符合 FAA 和 EASA 法规**,无需后成型处理。**比铝轻 15%**,无腐蚀问题。
**是,非常优异**。许多 Ultem 牌号符合:
- **USP Class VI**(美国药典,慢性植入物毒性测试)。
- **ISO 10993**(医疗器械生物相容性)。
- **反复灭菌无降解**:伽马、EtO、134°C 蒸汽高压灭菌 —— 数百次循环。
应用:**可重复使用手术器械**(手术刀柄、拉钩、模块化套件)、**替代钢材的灭菌托盘**、**牙科设备**、**化学灭菌的体外分析仪组件**。永久植入物 **PEEK** 因其骨匹配模量仍是首选,但 PEI 主导**可重复使用**领域。
**收缩率 0.5-0.7%,各向同性**,是高性能塑料中最可预测的之一。原因:
- 是**无定形**(无结晶)→ 无结晶方向性。
- 工艺正确(无残余应力)时**无显著模后收缩**。
含 30% GF(Ultem 2300):收缩率降至 0.2-0.5%,但因纤维取向出现**轻微各向异性**。可预测性是 **细间距连接器**或**透明光学组件**等微米级公差零件的关键。
- **PEEK**([聚醚醚酮](/zh/desktop/datos-de-resina/peek))**优势**:最高连续温度(260°C vs 170°C)、通用耐化学性、抗疲劳、**永久植入物**生物相容性。半结晶。
- **PEI/Ultem 优势**:成本(便宜 50-70%)、**琥珀色透明**、加工更容易(无定形,无需结晶度控制)、**更好的固有 FST** 用于航空内饰、**尺寸稳定性**(无模后收缩)。
**2026 规则**:航空内饰、可重复使用医疗或高温透明组件 → **PEI Ultem**。结构性航空航天、植入式医疗、油气井下 → **PEEK**。
**对于无定形塑料来说不错**,但有特定限制:
- **耐**:稀酸(H₂SO₄ 10%、HCl)、稀碱、醇类(乙醇、异丙醇)、脂肪烃、润滑油、燃料(Jet A、汽油)、热水和蒸汽。
- **不耐**:**含氯溶剂**(二氯甲烷、氯仿 —— 会溶解它)、**酮类**(丙酮、MEK)、**浓碱**(50% NaOH 热)、胺类、肼。
**关键设计课题**:PEI 在有模制残余应力时易在溶剂中**应力开裂**。因此热模(135-180°C)和模后退火对接触溶剂的零件很重要。
**机械上可以** —— 工业后可回收,回收料含量 25-50% 无显著损失。**热稳定性好**,可承受多次挤出循环。**限制**:医疗和结构性航空航天因可追溯性要求不允许使用回收料。工业应用(电气绝缘体、技术零件)接受 25%+ 回收料。PEI 主链的**化学复杂性**使化学回收(解聚)不如 PET 等简单聚酯实用。
**干燥不足导致的气泡和银纹**。PEI **吸湿** —— 24 小时内可在环境空气中吸收 0.25% 湿度。如以 >0.02% 湿度加工,**保证有缺陷**。症状:银纹、微气泡、**颜色变化**(变深或乳白)。解决方案:必须 150°C × 4-6 小时干燥无捷径,除湿干燥机露点 <-30°C,**装料前 1 小时内不要开袋**。第二个常见问题:使用中**应力开裂** —— 零件有模制残余应力 + 接触溶剂 —— 解决方案是热模(160°C+)和/或在 Tg+10°C 下退火 1-2 小时。